自製q表需要關注的幾個問題
承蒙梁兄錯愛，在他《大家一起討論自製q表方案》的帖子中點名要我發言，要說對q表有多少經驗實不敢當，大約是前年我無意中闖入本壇，勾起了兒時對無線電的愛好，一陣瘋狂採購，買來了老書、雜誌、元器件和儀表工具，支開攤子準備大幹，從那時開始我就關注q表了，一心一意要做一台q表，當時蒐集了不少資料，元件也找的差不多了，還做了不少區域性的電路試驗，後來在本壇看到有網友**一台壞了的q表，趕緊買了下來，等拿到後才知道這東西竟然壞到了這種程度，好在有思想準備，不管怎麼說那些結構件不壞就行，電路都壞了也不要緊。我花了幾個星期的時間把錶修好了並且校準了。在這一過程中我對自製q表才有了一些想法和體會，願在這裡和大家交流一下。
q表的原理並不複雜，自製也不是太困難，但難度還是有的，通過簡單的電路，要想看到由電感和電容組成電路的諧振點是比較容易的，不計較q值的具體數值而只是比較兩隻電感的大小也並不難，但要想準確地測出q值就不是太容易了。從以前的實驗中和修理q表的過程中，我感到要想做出有一定精度的q表，一定要關注一下幾個問題。
一、關於訊號引入電阻
訊號引入電阻是q表的關鍵元件，要想q表有足夠的測量精度，就要求訊號引入電阻的阻值要足夠的小，要小到諧振電路中接入這只電阻後電路引數基本上沒有多少變化才行，這就要求這只電阻要充分小於被測線圈的直流電阻，我曾經測過，在直徑10mm磁棒上用7x0.07的紗線繞70圈，用直流電橋測量其直流電阻是2.18歐姆，用直徑0.
35公釐的漆包線在直徑50公釐pvc線筒密繞70匝，用直流電橋測量其直流電阻是2.09歐姆，所以一般q表的訊號引入電阻選0.04歐姆是有道理的，如果考慮到線圈導線的趨膚效應，好像可以允許訊號引入電阻的阻值再大些，但實際上這樣做並不好，因為有些時候（比如測李茲線的電感時）由於被測電感的趨膚效應較小，此時被加大了的訊號引入電阻會使測量結果產生較大的誤差，這剛好發生在我們測量到較高q值的時候，由於加大了的訊號引入電阻使我們測到的q值讀數沒有那麼高了，也就是說我們測得的q值比實際q值要低許多。
這正是我們不願意看見的結果，因此為了保證測量精度，一定要有足夠小的訊號引入電阻！
那麼是不是訊號引入電阻越小越好呢？那也不是，訊號引入電阻過小也會造成一些麻煩，首先是表的校準有麻煩（需要用靈敏度更高的高頻毫伏表），訊號引入電阻小了，該電阻上的訊號電壓也就小了（否則訊號源的輸出功率就變大），如果訊號引入電阻上的訊號電壓過低，校準時測量就太困難了，訊號幅度低了訊雜比指標就差了，這也是造成測量不準確的原因。所以訊號引入電阻也不能取得太小。
訊號引入電阻的阻值精度是否要很高呢？我在開始籌備做q表時曾為這只電阻和與之分壓的那只電阻發了好一陣愁，後來我在北京還真找到了買精度是%1的0.04歐無感電阻的地方，價錢很貴，1.
96歐的也可以定做，也很貴。後來我校準自己修好的q表時忽然領悟到，這兩隻電阻只要有很高的穩定度即可，阻值的精度要求與q表的校準方法有關，只要有合適的校準方法，這兩隻電阻的阻值誤差大點沒有關係，至於0.04歐的電阻實際是0.
02歐或是0.05歐都無所謂，1.96歐的電阻是2歐或是1.
8歐也都沒關係，具體的矯正方法後面再介紹。
二、對測量電路的要求：
q表的測量電路就是乙個高頻毫伏表，說是毫伏表其實靈敏度也不能太高，否則放大器發生限幅失真，高q值端的刻度就會擠到一起並且失真，如果發生上述情況時q表根本無精度可言了。訊號引入電阻上的訊號電壓一般在幾個毫伏，比較典型的產品在測量300以下的q值時用10毫伏，測量600以下的q值時用5毫伏，測量電路輸入端的訊號電壓除以訊號引入電阻上的訊號電壓，得到的商就是q值（q=測量電路輸入端的訊號電壓 / 訊號引入電阻上的訊號電壓）。
假設電感的q值是10，則測量電路輸入端的訊號電壓 10x10=100毫伏=0.1伏。
假設電感的q值是50，則測量電路輸入端的訊號電壓 10x50=500毫伏=0.5伏。
假設電感的q值是100，則測量電路輸入端的訊號電壓 10x100=1000毫伏=1伏。
假設電感的q值是300，則測量電路輸入端的訊號電壓 10x300=3000毫伏=3伏。
假設電感的q值是400，則測量電路輸入端的訊號電壓 5x400=2000毫伏=2伏。
假設電感的q值是600，則測量電路輸入端的訊號電壓 5x600=3000毫伏=3伏。
由上述計算可以看出典型產品的q表測量電路輸入端的訊號電壓高時可達3伏，因為訊號是正弦波，
那麼這一訊號的峰峰值應是3x2x1.414=8.484伏，
在晶體q表中就算測量電路的末級電源是24伏，用常規放大電路的測量電路，其電壓放大倍數也只能做到2倍多（2倍時放大器的輸出電壓動態範圍是2x8.484=16.968伏），如果放大倍數再大則放大器的動態範圍就不夠了，就算放大器的末級管沒有飽和壓降（實際上是不可能的），輸出動態可以達到電源電壓（實際上這更是不可能的），那麼其電壓放大倍數充其量也只能做到24/8.
484=2.8倍。當然，也可以讓訊號引入電阻上的訊號電壓比5毫伏小得多，這時放大器的電壓放大倍數就可以做高了，但可能您要為獲得足夠的訊雜比花費更多的代價。
當然，如果測量電路的末級電源電壓小於24伏，測量電路的電壓放大倍數還要小才行。
q表的測量電路一般是併聯在諧振電容上的，因此其輸入阻抗一定要高，否則測量的誤差會很大，測出的q值與實際的q值比明顯小很多，其實用結型場效電晶體很容易得到高輸入阻抗。
測量電路要有足夠的頻寬，如果只測中波頻率範圍內的q值，放大器的頻寬很容易滿足。
用晶體二極體檢波的測量電路，除非是把二極體放到負反饋電路中，或是用特殊的線性檢波電路，否則q表的刻度一定是非線性的，雖然q值與測量電路輸入端的訊號電壓成正比，但流過表頭的電流是經過晶體二極體的，故這一電流的大小與測量電路輸入端的訊號電壓並不嚴格成正比關係，這是由晶體二極體的特性性所決定的，不同型號二極體的非線性是不一樣的，因此，自製q表往往沒有現成的表盤可以借用，一般都要自己畫表盤，除非大家用的材料和電路完全一樣。
三、簡化q表
產品q表有許多功能：測量電容量、測量電感量、測量不同頻率下的q值等等。如果為了玩礦石機就可只保留測1至3個頻點的q值，其他的功能都不要了，這樣自製起來就簡單多了，只要注意訊號引入電阻阻值值合適（切不可太大）、測量部分有足夠的輸入阻抗（切不可太小）和足夠的頻寬、放大器不發生限幅失真、我們就能做出比較準確的q表。
壇內的幾個兄弟都自己做出了q表，
四、q表的校驗
校驗是自製q表中至關重要的一步，也是大家都感到困難的一步，其實只要方法得當，業餘條件下校驗q表也還是比較容易的。一些打算自製q表的朋友都有乙個共同的苦惱，手裡沒有標準電感，因此無法校正自製的q表，實際上這種想用已知q值的電感校正q表的想法是不正確，首先我們不可能製造出一系列整數q值的電感，的確，產品q表銷售時大都帶一盒大約10只左右的標準電感，可那是一組不同電感量的電感，而不是一組整數系列q值的電感，這組電感的q值都不剛好是整數。這組電感的作用主要是校正q表的電感刻度、配合q表測試電容用的，如果q表的q值校正後也可以用乙隻標準電感檢驗校正的對否。
因此，想用一系列標準q值的電感校正q表的想法是不現實的，也是不可能做到的。在自製q表中由於電路不同，檢波的二極體不同，所以表盤刻度的非線性是不一樣的，即使你手裡有一兩個已知q值的電感，你也只能校驗表盤上的一兩個點，其他刻度點的q值位置你仍然不知道，除非你用的是特殊的線性檢波電路，使表表盤q值刻度成為線性的刻度，才有可能用乙隻已知q值的電感校正整個刻度。不用已知q值的電感校正q表還有另乙個次要的原因，那就是一般q表測量q值的誤差比較大，大約能控制到正負15%以內，不像測量電阻的阻值那樣，可以做到1%以內。
所以即使用已知q值的電感校正q表，校正後的誤差也可能很大。
我們測量q值得過程就是測量交流訊號電壓的過程，q表的測量部分實際上就是乙個測量範圍是零點幾伏到幾伏的交流毫伏表，因此，正確的方法應該是用交流毫伏表校正q表！如果q表的測量部分通過校正能夠準確測量交流訊號電壓，也就能正確指示q值了。我們從訊號源中可以很容易地得到一系列的電壓值，我們也就能很方便地校正q表刻度盤上的任意一點刻度了。
講到這裡我們知道了q表的校正其實很簡單，我們只要把q表測量電路的輸入端與一台高頻毫伏表併聯接到高頻訊號發生器的輸出端上，如果q表訊號引入電阻上的訊號電壓打算用10毫伏，請做如下調整
1． 調整訊號發生器的輸出幅度使毫伏表指示是1伏。
2． 調整測量電路的靈敏度是表頭達到滿刻度，此時滿刻度q值是100。
3． 將訊號發生器的輸出分別置於0.9伏、0.8伏、0.7伏…………..0.2伏、0.1伏各處，其表頭所對應的刻度位置分別是
q值的 90、80、70……………..20、10。
5．調整訊號發生器的輸出幅度使毫伏表指示是3伏。
調整測量電路的靈敏度是表頭達到滿刻度，此時滿刻度q值是300。
1. 將訊號發生器的輸出分別置於2.9伏、2.8伏、2.7伏…………..0.2伏、0.1伏各處，其表頭所對應的刻度位置分別是
q值的 290、280、270……………..20、10。
2. 將高頻毫伏表併聯到訊號引入電阻上（毫伏表輸入線的接地端一定要接訊號引入電阻與諧振電容連線的位置上），調整q表訊號源輸出幅度使訊號引入電阻上的訊號電壓為10毫伏。到此為止q表的q=100檔和q=300檔就校正好了。
3. 如果將訊號引入電阻上的訊號電壓調整到5毫伏，那麼，用q表上的0-100的刻度可測量0-200的q值。同理，用
0-300的刻度可以測0-600的q值，總之此時就是q=刻度值乘2。
從上面的校正過程看，在整個校正過程中我們根本不關心訊號引入電阻的具體阻值，說白了我們所要求的是這支電阻上的訊號電壓是準確的5毫伏或是10毫伏就行了，這時我們測量q值的精度一是取決於這一電壓是否準確，二是取決於測量部分對電壓測量的讀數是否準確，與訊號引入電阻的具體阻值無關，故我們在製作這只電阻時就可以不必太計較其準確度了。
其實在我們自製的q表中都有訊號發生器，只不過其輸出幅度未必能到3伏，為了校正簡單，也可以直接在做好的q表上進行校正，方法如下：
1． 做乙隻q值不是太低的，能與q表上電容諧振到測量頻點的電感。把這只電感接到q表的電傳感量端上，然後調節可變電容找到諧振點。
2． 把毫伏表併聯到測量電路的輸入端（即諧振電容的兩端），再細調諧振電容找到準確的諧振點。
3． 調整訊號源輸出幅度使毫伏表指示1伏。
4． 調整測量電路的靈敏度是表頭達到滿刻度，此時滿刻度q值是100。
5． 將訊號發生器的輸出分別置於0.9伏、0.8伏、0.7伏…………..0.2伏、0.1伏各處，其表頭所對應的刻度位置分別是
q值的 90、80、70……………..20、10。
6．調整訊號源輸出幅度使毫伏表指示3伏。
7．調整測量電路的靈敏度是表頭達到滿刻度，此時滿刻度q值是300。
8．將訊號發生器的輸出分別置於2.9伏、2.8伏、2.7伏…………..0.2伏、0.1伏各處，其表頭所對應的刻度位置分別是
q值的 290、280、270……………..20、10。
9． 將高頻毫伏表併聯到訊號引入電阻上（毫伏表輸入線的接地端一定要接訊號引入電阻與諧振電容連線的位置上），調整q表訊號源輸出幅度使訊號引入電阻上的訊號電壓為10毫伏。到此為止q表的q=100檔和q=300檔就校正好了。
10．如果將訊號引入電阻上的訊號電壓調整到5毫伏，那麼，用q表上的0-100的刻度可測量0-200的q值。同理，用
0-300的刻度可以測0-600的q值，總之此時就是q=刻度值乘2。
在q表的校驗中我們要用到高頻毫伏表，一台二手的高頻毫伏表並不貴，為了校驗、維修q表方便最好能買一台。如果有乙個***的數字萬用表也可以代替毫伏表用來校驗q表。我有一次在修理超高頻毫伏表時無意中發現我使用的那個數字萬用表測量頻率為100khz訊號電壓時，與我的超高頻毫伏標的測量資料非常一致，因此我們可以先將q表的訊號源頻率降到100khz（如果萬用表的頻率特性不太好，還可以把訊號源的頻率再降低些），然後進行q表校驗，等校驗完成後再將訊號源的頻率恢復到原來值。
五、幾個建議
1．在自製q表中不太可能有良好的機械減速傳動裝置，這就使得q表的諧振點很難調準，尤其是在測量高q值的電感時這種現象更加明顯，因此在諧振電容上併聯乙個微調電容是必要的，這只微調電容自製起來很簡單，只有乙個定片乙個動片即可，也可以把乙隻雙連或是單連拆剩乙個動片用來當微調電容。
2．安裝前調諧用的可變電容一定要清洗乾淨。
3．測兩端的接線柱一定要固定到高頻絕緣性能好的底板上，絕緣底板最好是高頻陶瓷的，或是用有機玻璃、玻璃纖維板等。
4．訊號引入電阻、諧振等部分的連線一定盡可能短。
前一段時間罈子裡的梁兄、lllsssppp、老三等幾位高手都自製了q表，他們都積累了不少經驗，mike同學還創造性地提出了一些自製q表的方案和區域性電路。我相信大家只要注意訊號引入電阻的阻值別太大、測量電路一定要有高輸入阻抗、合理控制測量放大器的放大倍數以保證不要發生限幅失真、正確的校驗q值刻度，我們就一定能自製出較準確的q表。
以上是我積累的一些不太成熟的經驗和設想，如有不對之處還請大家指正。
最後祝所有希望自製q表的朋友都能心想事成。
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